Sb,S共掺杂SnO2电子结构的第一性原理分析

摘要：

基于第一性原理的密度泛函理论和平面波超软赝势法,采用广义梯度近似算法研究了Sb,S两种元素共掺杂SnO2材料的电子结构与电学性质.电子结构表明:共掺杂后材料仍然为n型导电直接带隙半导体;电荷密度分布改变,S原子与Sn,Sb原子轨道电子重叠加剧.能带结构表明,Sb,S共掺SnO2在能带中引入新的能级,能带带隙相比于单掺更加窄化,费米能级进入导带表现出类金属特性.电子态密度计算结果进一步证实了电子转移的正确性:在价带中部,S原子轨道与Sn,Sb轨道发生杂化,电子转移加剧,价带顶部被S 3p轨道占据,提供了更多的空穴载流子,价带顶上移;随着S掺杂浓度的增加,带隙宽度继续减小,导带逐渐变窄,导电性能呈现越来越好的趋势.

关键词：共掺、SnO2、第一性原理、电子结构

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资助基金：国家自然科学基金11504177;中国博士后科学基金特别资助2018T110480;江苏省自然科学基金BK20171442;东南大学毫米波国家重点实验室开放基金K201723资助的课题

在线出版日期：2019-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：121-127